异常处理

异常处理

Yiuhang Chan
  2018-10-05 08:15:10 2018-10-05 08:15:10 创建   2024-02-28 18:49:16 2024-02-28 18:49:16 更新      2k 字  8 分钟  

异常（Exception）

在Python中，异常（Exception）是程序执行过程中发生的错误事件。当Python检测到一个错误时，它会引发一个异常。异常是Python用来管理程序执行中错误的一种机制。

异常的基本概念

  1. 异常 (Exception): 这是程序执行中发生的异常事件。在Python中，异常是一个对象，表示一个错误。
  2. 引发异常 (Raise an Exception): 当Python解释器遇到一个错误时，它会”引发”一个异常。程序员也可以在代码中显式地引发异常。
  3. 捕获异常 (Catch/Handle an Exception): 使用try和except语句来捕获并处理异常。这允许程序在发生异常时优雅地恢复，而不是完全崩溃。
  4. try块 (try block): 这是用来测试可能引发异常的代码块。
  5. except块 (except block): 当try块中的代码触发异常时执行的代码块。可以指定捕获特定类型的异常。
  6. finally块 (finally block): 无论是否发生异常，finally块中的代码都会执行。常用于执行清理操作，如关闭文件。
  7. else块 (else block): 如果try块没有引发异常，则执行else块中的代码。

异常类型

ValueError

当传递给函数的参数类型正确，但值不适当或不在预期范围内时，将引发ValueError。

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def convert_to_int(text):
    try:
        return int(text)
    except ValueError:
        return "请提供一个有效的整数字符串"

print(convert_to_int("123"))  # 输出: 123
print(convert_to_int("abc"))  # 输出: 请提供一个有效的整数字符串

TypeError

当操作或函数应用于类型不正确的对象时，会引发TypeError。

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def add_numbers(a, b):
    try:
        return a + b
    except TypeError:
        return "两个参数都必须是数字"

print(add_numbers(10, 20))    # 输出: 30
print(add_numbers(10, "20"))  # 输出: 两个参数都必须是数字

IndexError

当尝试访问序列中不存在的索引时，会引发IndexError。

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my_list = [1, 2, 3]
try:
    print(my_list[3])
except IndexError:
    print("索引超出了列表的范围")

KeyError

当在字典中查找不存在的键时，会引发KeyError。

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my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}
try:
    print(my_dict["gender"])
except KeyError:
    print("键不存在")

IOError

当尝试执行一个与输入/输出相关的操作（如打开不存在的文件）时，会引发IOError（在Python 3中，通常是OSError或其子类）。

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try:
    with open("nonexistent_file.txt") as f:
        content = f.read()
except IOError:
    print("文件打开失败")

ZeroDivisionError

当尝试将一个数字除以零时，会引发ZeroDivisionError。

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try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("除以零错误")

AttributeError

当尝试访问对象不存在的属性或方法时，会引发AttributeError。

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class MyClass:
    def __init__(self):
        self.name = "ChatGPT"

try:
    obj = MyClass()
    print(obj.age)  # obj没有定义age属性
except AttributeError:
    print("属性不存在")

FileNotFoundError

在尝试打开一个不存在的文件时，Python 3中会引发FileNotFoundError，这是OSError的一个子类。

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try:
    with open("some_nonexistent_file.txt") as f:
        content = f.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件未找到")

ImportError

当尝试导入一个不存在的模块时，会引发ImportError。

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try:
    import non_existent_module
except ImportError:
    print("模块无法导入")

OverflowError

当一个算术运算产生的结果太大而无法表示时，会引发OverflowError。

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import math
try:
    # 这可能会引发OverflowError
    print(math.exp(1000))
except OverflowError:
    print("数值溢出")

NameError

当尝试访问一个尚未声明/定义的局部或全局变量时，会引发NameError。

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try:
    print(undefined_variable)
except NameError:
    print("变量未定义")

RecursionError

当递归过深超过最大递归深度时，会引发RecursionError。这是RuntimeError的一个子类。

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def recursive_function():
    recursive_function()

try:
    recursive_function()
except RecursionError:
    print("递归过深")

这些例子涵盖了Python中的一些其他常见异常类型。理解和处理这些异常对于编写稳健的Python程序至关重要。

SyntaxError

当Python解释器遇到语法错误时，会引发SyntaxError。这通常发生在代码编写不正确时。

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try:
    exec("for i in range(5) print(i)")  # 缺少冒号
except SyntaxError:
    print("发生了语法错误")

IndentationError

当代码的缩进不正确时，会引发IndentationError，这是SyntaxError的一个子类。

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try:
    exec("def foo():\nprint('Hello')")
except IndentationError:
    print("缩进错误")

AssertionError

当assert语句失败时，会引发AssertionError。assert用于调试阶段的自我检查。

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try:
    assert 2 + 2 == 5, "计算错误"
except AssertionError as e:
    print("断言错误:", e)

KeyboardInterrupt

当用户中断程序执行（通常是通过按Ctrl+C），会引发KeyboardInterrupt。

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try:
    while True:
        continue
except KeyboardInterrupt:
    print("程序被用户中断")

MemoryError

当程序运行时内存不足，无法执行操作时，会引发MemoryError。

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try:
    large_list = [0] * 10**10
except MemoryError:
    print("内存不足")

StopIteration

在使用迭代器时，当没有更多的项可以返回时，会自动引发StopIteration。

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iterator = iter([1, 2, 3])
next(iterator)  # 1
next(iterator)  # 2
next(iterator)  # 3
try:
    next(iterator)  # 迭代完毕
except StopIteration:
    print("迭代器没有更多元素")

EnvironmentError

EnvironmentError是在与外部环境（如操作系统）交互时可能遇到的错误的基类。在Python 3中，它被分为更具体的异常，如OSError。

其它

这并不是一个完整的列表：

  • ArithmeticError: 所有数值计算错误的基类。
  • BufferError: 与缓冲区相关的操作无法执行时。
  • EOFError: 当input()遇到文件结束标记（EOF）时。
  • FloatingPointError: 浮点计算错误。
  • LookupError: 索引或键查询错误的基类，IndexError和KeyError是它的子类。
  • ReferenceError: 当试图访问一个已经被垃圾回收器回收的资源时。
  • RuntimeError: 通常发生在检测到不属于其他类别的错误时。
  • SystemError: 解释器系统错误。
  • UnicodeError: Unicode相关的错误，是ValueError的一个子类。
  • UnicodeEncodeError: Unicode编码时的错误。
  • UnicodeDecodeError: Unicode解码时的错误。
  • UnicodeTranslateError: Unicode转换时的错误。

异常处理的语法

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try:
    # 尝试执行的代码
    pass
except ExceptionType1:
    # 处理ExceptionType1
    pass
except ExceptionType2:
    # 处理ExceptionType2
    pass
except (ExceptionType3, ExceptionType4):
    # 处理多种异常
    pass
except:
    # 处理未指定的其他异常
    pass
else:
    # 如果没有异常发生，则执行此处代码
    pass
finally:
    # 无论是否有异常，都会执行此处代码
    pass

捕获特定异常

在Python中，可以使用try-except块来捕获特定类型的异常。这允许您对特定错误进行专门的错误处理。

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try:
    # 可能会引发异常的代码
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("捕获到除以零的异常")

捕获所有异常

捕获所有异常并且仅打印出错误信息，可以使用一个通用的 except Exception as e 块。这将捕获所有继承自 Exception 的错误（几乎包括了Python中所有的标准异常）

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try:
    # 可能会引发异常的代码
    result = 10 / 0
except Exception as e:
    print(f"发生错误: {e}")

使用finally块

无论是否发生异常，finally块中的代码都会被执行。这非常适合用来执行清理操作，如关闭文件或释放资源。

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try:
    file = open("test.txt", "r")
    data = file.read()
except IOError as e:
    print(f"读取文件时发生错误：{e}")
finally:
    file.close()
    print("文件已关闭")

主动抛出异常

可以使用raise语句来主动引发异常。这在需要根据特定条件显式地触发错误时非常有用。

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def check_age(age):
    if age < 0:
        raise ValueError("年龄不能为负数")
    elif age < 18:
        print("未成年")
    else:
        print("成年")

try:
    check_age(-5)
except ValueError as e:
    print(f"捕获到异常：{e}")

使用断言（assert）

断言是一种调试辅助工具，用于检查一个条件是否为真。如果条件为假，将引发AssertionError。

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def check_age(age):
    assert age >= 0, "年龄不能为负数"
    # 其余处理

try:
    check_age(-5)
except AssertionError as e:
    print(f"捕获到异常：{e}")

信息

  • 断言：通常用于内部一致性检查，表示“这里不可能出错，除非程序内部逻辑有问题”。
  • 异常：更适合于处理程序执行过程中可能遇到的预期错误情况，例如不满足输入条件、资源不可用等。
  • 标题: 异常处理
  • 作者: Yiuhang Chan
  • 创建于 : 2018-10-05 08:15:10
  • 更新于 : 2024-02-28 18:49:16
  • 链接: https://www.yiuhangblog.com/2018/10/05/20181005异常/
  • 版权声明: 本文章采用 CC BY-NC-SA 4.0 进行许可。
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此页目录
异常处理
  1. 异常（Exception）
    1. 异常的基本概念
    2. 异常类型
      1. ValueError
      2. TypeError
      3. IndexError
      4. KeyError
      5. IOError
      6. ZeroDivisionError
      7. AttributeError
      8. FileNotFoundError
      9. ImportError
      10. OverflowError
      11. NameError
      12. RecursionError
      13. SyntaxError
      14. IndentationError
      15. AssertionError
      16. KeyboardInterrupt
      17. MemoryError
      18. StopIteration
      19. EnvironmentError
      20. 其它
    3. 异常处理的语法
      1. 捕获特定异常
      2. 捕获所有异常
      3. 使用finally块
    4. 主动抛出异常
    5. 使用断言（assert）